一種多信息融合智能控制太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種智能控制太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，包括集熱器和熱利用裝置，所述熱利用裝置為散熱器，所述散熱器設(shè)置控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度控制進(jìn)入換熱器中水的流速。本發(fā)明提供一種集熱器系統(tǒng)，提高太陽(yáng)能的利用效率。
【專利說(shuō)明】一種多信息融合智能控制太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能領(lǐng)域，尤其涉及一種智能控制太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，屬于F24J太陽(yáng)能利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求量越來(lái)越大。然而煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源儲(chǔ)備量不斷減少、日益緊缺，造成價(jià)格的不斷上漲，同時(shí)常規(guī)化石燃料造成的環(huán)境污染問(wèn)題也愈加嚴(yán)重，這些都大大限制著社會(huì)的發(fā)展和人類生活質(zhì)量的提高。能源問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)代世界的最突出的問(wèn)題之一。因而尋求新的能源，特別是無(wú)污染的清潔能源已成為現(xiàn)在人們研究的熱點(diǎn)。太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，而且資源量巨大，地球表面每年收的太陽(yáng)輻射能總量為1X10 18 kW*h，為世界年耗總能量的一萬(wàn)多倍。世界各國(guó)都已經(jīng)把太陽(yáng)能的利用作為新能源開(kāi)發(fā)的重要一項(xiàng)，我國(guó)政府在《政府工作報(bào)告》也早已明確提出要積極發(fā)展新能源，其中太陽(yáng)能的利用尤其占據(jù)著突出地位。然而由于太陽(yáng)輻射到達(dá)地球上的能量密度小(每平方米約一千瓦)，而且又是不連續(xù)的，這給大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)一定困難。因此，為了廣泛利用太陽(yáng)能，不僅要解決技術(shù)上的問(wèn)題，而且在經(jīng)濟(jì)上必須能同常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。太陽(yáng)能的利用主要有光熱轉(zhuǎn)化、光電轉(zhuǎn)化、光化學(xué)轉(zhuǎn)換這三種形式。相比于太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)和光化學(xué)轉(zhuǎn)換的高昂成本與低的能量轉(zhuǎn)換效率，太陽(yáng)能熱轉(zhuǎn)化是一種能量轉(zhuǎn)換效率和利用率高而且成本低廉、可在全社會(huì)廣泛推廣的太陽(yáng)能利用方式。在太陽(yáng)能熱利用裝置中，關(guān)鍵是要將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的器件稱為太陽(yáng)能集熱器。
[0003]無(wú)論哪種形式和結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能集熱器，都要有一個(gè)用來(lái)吸收太陽(yáng)輻射的吸收部件，該部件吸收表面的熱輻射性能對(duì)集熱器的熱性能起著重要的作用。表征吸收表面熱輻射性能的物理量是吸收比和熱發(fā)射比，前者表征吸收太陽(yáng)輻射能的能力，后者表征自身溫度下發(fā)射輻射能的能力。前者越高后者越低，表明吸熱效果最好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種高吸收率太陽(yáng)能系統(tǒng)，尤其是提供一種高吸收率的吸熱涂層，提聞太陽(yáng)能的吸熱能力。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種太陽(yáng)能集熱器，包括集熱管和水箱，所述集熱管用于吸收太陽(yáng)能的熱量以加熱水箱中的水，所述集熱器為玻璃真空集熱管，玻璃真空集熱管包括內(nèi)管、外管和位于內(nèi)管和外管之間的真空層，所述內(nèi)管包括玻璃基管，所述玻璃基管的外表面涂敷吸熱層；所述外管的外壁呈外凸形狀的凸透鏡，所述的凸透鏡均勻分布在外管的外壁上，所述凸透鏡的焦點(diǎn)落在內(nèi)管的吸熱層上，以增加太陽(yáng)能的吸收。
[0006]所述吸熱層從內(nèi)向外依次包括紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層，其中紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層的厚度的比例為1: 1.5:2;所述紅外反射涂層為Ag;吸熱涂層從內(nèi)向外依次包括TiAl、Cr、Nb、Zr四層，其中TiAl、Cr、Nb、Zr四層的厚度比例為1:1.1:0.84:1.14 ;減反射涂層從內(nèi)向外依次是AIN、TiO2, Ta2O5' 3102層，其中AIN、TiO2'Ta205、SiO2 層的厚度比例為 0.9:1:0.75:1。
[0007]—種太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能集熱器和熱利用裝置，所述太陽(yáng)能集熱器是前面所述的太陽(yáng)能集熱器。
[0008]熱利用裝置為圓弧形封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管散熱器，所述散熱器包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設(shè)置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長(zhǎng)線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過(guò)基管中心軸線的第一平面鏡像對(duì)稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對(duì)稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經(jīng)過(guò)基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設(shè)置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設(shè)置第二連接片，第一連接片和第二連接片為圓弧型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述圓弧形金屬板的圓心所在的中心軸線與基管的中心軸線重合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行；相鄰基管的第一翅片互相平行；
所述第一翅片和第二翅片之 間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關(guān)系滿足如下公式:
Sin (A/2) =a* (L/R) 2+b* (L/R) +c
H/(R*10)= e*Sin(A/2) 2-f*Sin(A/2)+h 其中，A 單位為角度，60。<A<110°，
L的尺寸為mm, 12臟<L〈8Ctam，
R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm，
H 的單位為 mm, 800mm〈R〈1200mm，
a、b、c、e、f、h為系數(shù)，a的范圍為0.04-0.042，b的范圍為0.266-0.28，c的范圍為
0.36-0.37，e 的范圍為 21-23，f 的范圍是 44-45，h 是 23-25 ；
所述散熱器設(shè)置控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度控制進(jìn)入換熱器中水的流速；所述控制系統(tǒng)包括:溫度傳感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制進(jìn)入換熱器的水的流速，所述溫度傳感器用于測(cè)量室內(nèi)溫度；當(dāng)室內(nèi)溫度低于第一溫度時(shí)，流量控制器全部打開(kāi)，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到第一溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到第一流速，第一流速要低于全部打開(kāi)的流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第一溫度的第二溫度時(shí)，中央控制器控制流速達(dá)到低于第一流速控制器的第二流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第二溫度的第三溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第二流速的第三流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第三溫度的第四溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第三流速的第四流速；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第四溫度的第五溫度時(shí)，中央控制器將流量控制器關(guān)閉，阻止水進(jìn)入散熱器。
[0009]熱利用裝置為直線型封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管散熱器，所述散熱器包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設(shè)置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長(zhǎng)線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過(guò)基管的中心軸線的第一平面鏡像對(duì)稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對(duì)稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經(jīng)過(guò)基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設(shè)置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設(shè)置第二連接片，第一連接片和第二連接片為直線型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行；
所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關(guān)系滿足如下公式:
Sin(A/2)=aX (L/R) 2+b X (L/R) +c
H/R=10XeX (Sin (A/2) )f
其中，A單位為角度，60° <A<110°，
L的尺寸為臟，15臟〈L〈8Ctam,
R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm，
H 的單位為 mm, 600mm〈H〈1200mm，
a、b、c、e、f 為系數(shù)，a的范圍為0.038-0.04，b的范圍為0.26-0.27，c的范圍為0.34-0.35，e的范圍為0.72-0.78，f的范圍是-3.6至-3.5之間；
所述散熱器設(shè)置控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度控制進(jìn)入換熱器中水的流速；所述控制系統(tǒng)包括:溫度傳感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制進(jìn)入換熱器的水的流速，所述溫度傳感器用于測(cè)量室內(nèi)溫度；當(dāng)室內(nèi)溫度低于第一溫度時(shí)，流量控制器全部打開(kāi)，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到第一溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到第一流速，第一流速要低于全部打開(kāi)的流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第一溫度的第二溫度時(shí)，中央控制器控制流速達(dá)到低于第一流速控制器的第二流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第二溫度的第三溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第二流速的第三流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第三溫度的第四溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第三流速的第四流速；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第四溫度的第五溫度時(shí)，中央控制器將流量控制器關(guān)閉，阻止水進(jìn)入散熱器。
[0010]所述的熱利用裝置為向用戶提供熱水的熱水輸出設(shè)備，所述熱水輸出設(shè)備包括換熱器，所述換熱器連接自來(lái)水，來(lái)自太陽(yáng)能集熱器的熱水進(jìn)入換熱器中，與自來(lái)水進(jìn)行換
執(zhí).所述熱水輸出設(shè)備還包括電加熱棒，當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于第一溫度時(shí)，電加熱棒啟動(dòng)加熱，并以第一功率進(jìn)行加熱；當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于比第一溫度低的第二溫度時(shí)，電加熱棒以高于第一功率的第二功率進(jìn)行加熱；當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于比第二溫度低的第三溫度時(shí)，電加熱棒以高于第二功率的第三功率進(jìn)行加熱；當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于比第三溫度低的第四溫度時(shí)，電加熱棒以高于第三功率的第四功率進(jìn)行加熱；當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于比第四溫度低的第五溫度時(shí)，電加熱棒以高于第四功率的第五功率進(jìn)行加熱。
[0011]所述的系統(tǒng)中還包括輔助電加熱器，電加熱系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)入電加熱器的水的溫度自動(dòng)啟動(dòng)，對(duì)熱水進(jìn)行加熱；
當(dāng)測(cè)量的進(jìn)水溫度低于溫度a時(shí)，電加熱器啟動(dòng)加熱，并以功率A進(jìn)行加熱；當(dāng)熱測(cè)量的進(jìn)水溫度低于比溫度a低的溫度b時(shí)，電加熱器以高于功率A的功率B進(jìn)行加熱；當(dāng)測(cè)量的進(jìn)水溫度低于比溫度b低的溫度c時(shí)，電加熱器以高于功率B的功率C進(jìn)行加熱；當(dāng)測(cè)量的進(jìn)水溫度低于比溫度c低的溫度d時(shí)，電加熱器以高于功率C的功率D進(jìn)行加熱；當(dāng)測(cè)量的進(jìn)水溫度低于比溫度d低的溫度e時(shí)，電加熱器以高于功率D的功率E進(jìn)行加熱 所述的系統(tǒng)中還包括輔助熱水鍋爐，熱水鍋爐系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)入熱水鍋爐的水的溫度自動(dòng)啟動(dòng)，對(duì)熱水進(jìn)行加熱；
所述鍋爐設(shè)置自動(dòng)點(diǎn)火裝置，當(dāng)測(cè)量的進(jìn)入鍋爐的水的溫度低于一定的溫度的時(shí)候，鍋爐就啟動(dòng)點(diǎn)火裝置進(jìn)行加熱，當(dāng)測(cè)量的水的溫度達(dá)到一定的溫度的時(shí)候，則就停止進(jìn)行加熱。
[0012]所述熱利用設(shè)備為散熱器，所述散熱器設(shè)置在與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路并聯(lián)設(shè)置，其中與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路連通的散熱器的進(jìn)水管路和出水管路上都設(shè)置閥門，位于進(jìn)水管路和出水管路之間的與散熱器并聯(lián)的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路上設(shè)置閥門；
所述系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)的溫度來(lái)確定進(jìn)入散熱器中的流體的流量；當(dāng)室內(nèi)溫度高于一定的第一數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全關(guān)閉，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全打開(kāi)，流體不流入散熱器，當(dāng)室內(nèi)溫度低于一定的第二數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全關(guān)閉，保證太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路上的水完全進(jìn)入散熱器。當(dāng)室內(nèi)溫度介于第一數(shù)值和第二數(shù)值時(shí)，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門部分打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路部分打開(kāi)，保證只有一部分流體進(jìn)入散熱器。
[0013]所述的熱利用裝置為向用戶提供熱水的熱水輸出設(shè)備，所述熱水輸出設(shè)備設(shè)置在與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路并聯(lián)設(shè)置，其中與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路連通的熱水輸出設(shè)備的進(jìn)水管路和出水管路上都設(shè)置閥門，位于進(jìn)水管路和出水管路之間的與熱水輸出設(shè)備并聯(lián)的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路上設(shè)置閥門；
所述系統(tǒng)熱輸出設(shè)備輸出的水的溫度來(lái)確定進(jìn)入熱輸出設(shè)備中的流體的流量；當(dāng)熱輸出設(shè)備輸出的水的溫度高于一定的第一數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全關(guān)閉，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全打開(kāi)，流體不流入熱輸出設(shè)備，當(dāng)熱輸出設(shè)備輸出的水的溫度低于一定的第二數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全關(guān)閉，保證太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路上的水完全進(jìn)入熱輸出設(shè)備。當(dāng)輸出的水的溫度介于第一數(shù)值和第二數(shù)值時(shí)，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門部分打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路部分打開(kāi)，保證只有一部分流體進(jìn)入熱輸出設(shè)備。
[0014]所述集熱系統(tǒng)包括輔助加熱設(shè)備，所述輔助加熱設(shè)備設(shè)置在與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路并聯(lián)設(shè)置，其中與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路連通的輔助加熱設(shè)備的進(jìn)水管路和出水管路上都設(shè)置閥門，位于進(jìn)水管路和出水管路之間的與輔助加熱設(shè)備并聯(lián)的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路上設(shè)置閥門；
所述系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)入輔助加熱設(shè)備的水的溫度來(lái)確定進(jìn)入輔助加熱設(shè)備中的流體的流量，當(dāng)進(jìn)入輔助加熱設(shè)備的水的溫度高于一定的第一數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全關(guān)閉，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全打開(kāi)，流體不流入輔助加熱設(shè)備，當(dāng)進(jìn)入輔助加熱設(shè)備水的溫度低于一定的第二數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全關(guān)閉，保證太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路上的水完全進(jìn)入輔助加熱設(shè)備；當(dāng)進(jìn)入輔助加熱設(shè)備的水的溫度介于第一數(shù)值和第二數(shù)值時(shí)，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門部分打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路部分打開(kāi)，保證只有一部分流體進(jìn)入輔助加熱設(shè)備。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明太陽(yáng)能集熱器具有如下的優(yōu)點(diǎn):I)本發(fā)明提供的太陽(yáng)能集熱器具有防腐層和吸熱層，可以減少對(duì)基管的腐蝕，同時(shí)能夠加大對(duì)太陽(yáng)能的吸收。
[0016]2)本發(fā)明對(duì)吸熱層的材料和厚度進(jìn)行精心的選擇和實(shí)驗(yàn)，已達(dá)到最好的吸熱的技術(shù)效果。
[0017]3)本發(fā)明提供了直板型和圓弧形兩種結(jié)構(gòu)的封閉式翅片管散熱器，通過(guò)多次試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了不同管徑、不同高度、夾角的翅片進(jìn)行試驗(yàn)，從而得到一個(gè)最優(yōu)的翅片優(yōu)化結(jié)果，并且通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，從而證明了結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0018]4)通過(guò)設(shè)置熱輸出設(shè)備的電加熱棒，自動(dòng)控制熱利用裝置的溫度。
[0019]5)輔助電加熱器和/或輔助熱水鍋爐，能夠起到輔助加熱作用，而且通過(guò)自動(dòng)控制控制輔助加熱系統(tǒng)的啟動(dòng)，節(jié)約能源。
[0020]6)通過(guò)電加熱器、熱水鍋爐與熱利用裝置的并聯(lián)連接，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制熱利用裝置。
[0021]7)熱利用設(shè)備設(shè)置在與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路并聯(lián)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)在需要的時(shí)候連通熱利用設(shè)備，在不需要的時(shí)候關(guān)閉熱利用設(shè)備，以節(jié)約能源。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能系統(tǒng)示意圖；
圖2是本發(fā)明并聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能系統(tǒng)示意圖；
圖3是本發(fā)明的熱利用裝置與管路并聯(lián)的太陽(yáng)能系統(tǒng)示意圖；
圖4是本發(fā)明的防腐層和吸熱層的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是熱利用裝置散熱器的示意圖；
圖6是熱利用裝置散熱器的翅片管實(shí)施例一的示意圖；
圖7是熱利用裝置散熱器的翅片管實(shí)施例二的示意圖；
圖8是控制系統(tǒng)的示意圖；
圖9是圖6從左側(cè)看的不意圖；
圖10是圖7從左側(cè)看的不意圖；
圖11是太陽(yáng)能集熱器的一個(gè)示意圖；
圖12是集熱管的切面圖。
[0023]附圖標(biāo)記如下:
I上集管，2基管中沒(méi)有翅片的部分，3下集管，4翅片管，5基管，6水第一翅片，7空隙部分，8第一連接片，9第二翅片，10第四翅片，11第三翅片，12第二連接片，13中央控制器，14太陽(yáng)能系統(tǒng)輸水管，15溫度傳感器，16溫度傳感器，17散熱器，18太陽(yáng)能集熱器，19電加熱器，20鍋爐，21熱水輸出設(shè)備，22散熱器，23泵，24閥門，25基管，26紅外反射涂層，27吸熱涂層，28減反射涂層，29水箱，30保溫層，31內(nèi)管，32外管，33真空層。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0025]如圖1-3所示的一種太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能集熱器18和熱利用裝置21和22，所述太陽(yáng)能集熱器包括集熱管和水箱29，如圖11所示，所述集熱管用于吸收太陽(yáng)能的熱量以加熱水箱29中的水，所述集熱器為玻璃真空集熱管，玻璃真空集熱管包括內(nèi)管31、外管32和位于內(nèi)管31和外管32之間的真空層33，所述內(nèi)管包括玻璃基管25 (參見(jiàn)圖4)，所述玻璃基管的外表面涂敷吸熱層。
[0026]如圖1所示，水箱29中的水經(jīng)過(guò)集熱器加熱，依次通過(guò)輔助加熱裝置、熱利用裝置21、熱利用裝置22，然后回水在泵23的作用下再次循環(huán)到太陽(yáng)能集熱器18，進(jìn)行新的加熱。
[0027]所述外管32的外壁呈外凸形狀的凸透鏡型，如圖12所示，所述的凸透鏡均勻分布在外管的外壁上，所述凸透鏡的焦點(diǎn)落在內(nèi)管的吸熱層上，以增加太陽(yáng)能的吸收。
[0028]水箱29分為三層，每相鄰的兩層緊密貼合，從內(nèi)向外分別是內(nèi)涂料層、不銹鋼層和外涂料層，儲(chǔ)水容器由于采用了上述結(jié)構(gòu)，第一層是內(nèi)涂料層，可以避免出現(xiàn)腐蝕，第二層是不銹鋼層，可以進(jìn)一步增加防銹效果，第三層是外涂料層，可以保護(hù)避免產(chǎn)生銹蝕。
[0029]對(duì)于水箱中的三層材料不局限于上述描述的材料，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行合理的選擇，但是對(duì)于三層結(jié)構(gòu)的材料的選擇，要求是由內(nèi)向外的三層結(jié)構(gòu)的熱膨脹系數(shù)逐漸增大，也就是說(shuō)，最內(nèi)層的熱膨脹系數(shù)最低，第二層其次，第三層最大。之所以這樣的設(shè)置，因?yàn)樵诩訜岬倪^(guò)程中，第一層先受熱，先膨脹，然后依次是第二層、第三層受熱膨脹，因此三層膨脹系數(shù)依次增大可以保證膨脹率基本保持一致，保證各層連接的緊密性和穩(wěn)定性。
[0030]所述水箱29包括保溫層30，保溫層具有三層，從內(nèi)向外保溫層的每層的熱膨脹系數(shù)逐漸升高。
[0031]更優(yōu)選的是，儲(chǔ)水容器從內(nèi)向外，從內(nèi)膽到保溫層，每層的熱膨脹系數(shù)逐漸升高。從而實(shí)現(xiàn)保證膨脹率基本保持一致，保證各層連接的緊密性和穩(wěn)定性。
[0032]優(yōu)選的是，輔助加熱裝置可以是電加熱器19、熱水鍋爐20，電加熱器和熱水鍋爐的主要作用是起到輔助加熱的作用，例如當(dāng)利用太陽(yáng)能加熱的水沒(méi)有達(dá)到預(yù)定的溫度，這是可以啟動(dòng)電加熱器和/或熱水鍋爐。
[0033]當(dāng)然，雖然圖1展示了兩種熱利用裝置，但是實(shí)際并不局限于兩種，也可以3種或者以上，當(dāng)然也可以僅僅設(shè)置一種。輔助加熱裝置同樣可以僅僅設(shè)置一種，例如僅設(shè)置電加熱器或熱水鍋爐。
[0034]圖2展示了熱利用裝置21和22并聯(lián)結(jié)構(gòu)的示意圖。其中電加熱器19與熱利用裝置21設(shè)置在一條管路上，電加熱器19用于輔助加熱進(jìn)入熱利用裝置21中的水，而熱水鍋爐和熱利用裝置22設(shè)置在另一條管路上，所述的這兩條管路并聯(lián)設(shè)置，兩端分別連接太陽(yáng)能集熱器的熱水出口和泵23。
[0035]當(dāng)然上述設(shè)置也是實(shí)例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇增加多條并聯(lián)的管路，每條管路上設(shè)置熱利用裝置，使得熱利用裝置之間互相并聯(lián)設(shè)置，同時(shí)對(duì)于附加加熱裝置，例如熱水鍋爐和電加熱器，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)需要選擇是否需要設(shè)置，或者只選擇設(shè)置一種。
[0036]圖3中展示了熱利用裝置與太陽(yáng)能系統(tǒng)的輸水管路并聯(lián)設(shè)置。其中與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路連通的熱利用設(shè)備的進(jìn)水管路和出水管路上都設(shè)置閥門24，位于進(jìn)水管路和出水管路之間的與熱利用設(shè)備并聯(lián)的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路上設(shè)置閥門24。通過(guò)設(shè)置閥門，可以使得在不需要使用熱利用設(shè)備的時(shí)候，可以通過(guò)打開(kāi)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路上的閥門和關(guān)閉熱利用設(shè)備的進(jìn)水管路和出水管路上都設(shè)置閥門來(lái)控制管路上的水不與熱利用設(shè)備進(jìn)行換熱。[0037]當(dāng)然，不僅僅是熱利用設(shè)備，附加加熱設(shè)備也與太陽(yáng)能系統(tǒng)的輸水管路并聯(lián)設(shè)置，其中與太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路連通的附加加熱設(shè)備的進(jìn)水管路和出水管路上都設(shè)置閥門，位于進(jìn)水管路和出水管路之間的與附加加熱設(shè)備并聯(lián)的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路上設(shè)置閥門。通過(guò)設(shè)置閥門，可以使得在不需要使用附加加熱設(shè)備的時(shí)候，可以通過(guò)打開(kāi)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)的管路上的閥門和關(guān)閉附加加熱設(shè)備的進(jìn)水管路和出水管路上都設(shè)置閥門來(lái)控制管路上的水不經(jīng)過(guò)附加加熱設(shè)備。
[0038]雖然圖3中給出了所有的熱利用設(shè)備、附加加熱設(shè)備與太陽(yáng)能系統(tǒng)的輸水管路并聯(lián)設(shè)置，但是并不局限于上述的設(shè)備，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以僅僅選擇一個(gè)或者多個(gè)與太陽(yáng)能系統(tǒng)的輸水管路并聯(lián)設(shè)置。例如可以進(jìn)設(shè)置其中一個(gè)或兩個(gè)熱利用設(shè)備與太陽(yáng)能系統(tǒng)的輸水管路并聯(lián)設(shè)置，也可以僅僅設(shè)置一個(gè)或者兩個(gè)附加加熱設(shè)備與太陽(yáng)能系統(tǒng)的輸水管路并聯(lián)設(shè)置。
[0039]雖然圖1-3中都設(shè)置了電加熱器19、熱水鍋爐20，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)可以選擇性的設(shè)置上述部件，例如可以僅僅設(shè)置電加熱器或者熱水鍋爐，也可以選擇兩者都不設(shè)置。
[0040]優(yōu)選的是，所述吸熱層從內(nèi)向外依次包括紅外反射涂層26、吸熱涂層27和減反射涂層28，其中紅外反射涂層26、吸熱涂層27和減反射涂層28的厚度的比例為1:1.5:2 ;所述紅外反射涂層為Ag ;吸熱涂層從內(nèi)向外依次包括TiAl、Cr、Nb、Zr四層，其中TiAl、Cr、Nb、Zr四層的厚度比例為1:1.1:0.84:1.14 ;減反射涂層從內(nèi)向外依次是AIN、Ti02、Ta205、SiO2 層，其中 AIN、Ti02、Ta2O5' SiO2 層的厚度比例為 0.9:1:0.75:1。
[0041]優(yōu)選的是，吸熱層的總厚度為1.8 μ m。
[0042]上述的尺寸比例是通過(guò)近百種不同的厚度比例得來(lái)的最佳的結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于采用上述吸收涂層中各獨(dú)立層的成分及厚度，可以使制備的吸收涂層的吸收比大于
0.94，并實(shí)現(xiàn)0.04的發(fā)射率。
[0043]對(duì)于上述涂層的制造方法，可以使用本領(lǐng)域經(jīng)常采用的真空磁控濺射鍍膜工藝制備。
[0044]對(duì)于熱利用裝置，可以包括散熱器和熱水輸出設(shè)備，對(duì)于散熱器，主要有兩個(gè)具體的實(shí)施例，實(shí)施例1是圓弧形封閉式翅片管散熱器，如圖5、6所不,實(shí)施例2是直板型封閉式翅片管散熱器，如圖5、7所示。
[0045]實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)如下:
一種封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管散熱器17，包括上集管1、下集管3和連接上集管I和下集管3的翅片管4,所述翅片管4包括圓形基管5和第一翅片6、第二翅片9,第一翅片6和第二翅片9設(shè)置在基管5的外部并且第一翅片6和第二翅片9的延長(zhǎng)線相交于基管5的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片6和第二翅片9沿著通過(guò)基管中心軸線的第一平面B鏡像對(duì)稱；所述翅片管包括第三翅片11和第四翅片10，所述第三翅片11、第四翅片10沿著第二平面C分別與第一翅片6和第二翅片9鏡像對(duì)稱，所述第二平面C與第一平面B垂直而且經(jīng)過(guò)基管5的中心軸線；所述第一翅片6和第二翅片9之間設(shè)置第一連接片8，所述第三翅片11和第四翅片10之間設(shè)置第二連接片12，第一連接片8和第二連接片12為圓弧型金屬板；所述圓弧形金屬板的中心軸線與基管5的中心軸線重合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行。[0046]優(yōu)選的是，相鄰基管的第一翅片互相平行，表示相鄰基管的第二翅片也互相平行，同理，第三翅片、第四翅片也互相平行。此特征表明翅片管是按照相同方向排列的。
[0047]需要解釋的是，如圖6所示，基管的中心軸線就是基管5的橫切面上的圓心點(diǎn)的集合形成的一條線，圓弧形金屬板的中心軸線就是橫切面上圓弧形金屬板的圓心點(diǎn)的集合形成的一條線。所述圓弧形金屬板的中心軸線與基管5的中心軸線重合就是指在橫切面上，圓弧形金屬板和基管是同心圓。
[0048]優(yōu)選的是，所有翅片管的尺寸都相同。
[0049]通過(guò)上述的設(shè)置，使得翅片與連接片之間形成一個(gè)空隙部分7，在對(duì)流換熱的時(shí)候，空隙部分7就形成了一種煙筒效應(yīng)，能夠增強(qiáng)換熱。
[0050]第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間，該空間形成一定的空隙，能夠形成煙筒效應(yīng)，加強(qiáng)對(duì)流，強(qiáng)化傳熱。
[0051]所述第一翅片6和第二翅片9之間的夾角為A，第一翅片6和第二翅片9的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，當(dāng)然，因?yàn)殓R像對(duì)稱，第三翅片11和第四翅片10的長(zhǎng)度也自然是L。但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，換熱過(guò)程中.如果翅片夾角過(guò)小，則會(huì)阻礙換熱，因?yàn)槌崞瑠A角過(guò)小的話，導(dǎo)致第一翅片、第二翅片的距離太近，則溫度邊界層在封閉區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方向上開(kāi)始重合，氣體溫度接近管壁溫度而逐漸接近熱飽和，流動(dòng)阻力增大，最終反而惡化換熱，外翅片的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮不出來(lái)，同樣的原因，隨著夾角的不斷地增大，使得連接片距離基管的距離原來(lái)越近，同樣使得溫度邊界層在封閉區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方向上開(kāi)始重合，氣體溫度接近管壁溫度而逐漸接近熱飽和，流動(dòng)阻力增大，最終反而惡化換熱，因此夾角具有一個(gè)最佳值。
[0052]對(duì)于翅片長(zhǎng)度，如果太長(zhǎng)，則因?yàn)榛艿臒崃繜o(wú)法及時(shí)到達(dá)翅片的端部或者即使達(dá)到效果也不明顯，如果太短，則擴(kuò)展換熱面積太小，無(wú)法達(dá)到一個(gè)好的換熱效果，因此翅片的高度也有一個(gè)最佳值。
[0053]對(duì)于兩個(gè)翅片管之間的距離，首先如果距離太近或者完全靠近，則兩個(gè)翅片管的連接片之間距離的空間(參見(jiàn)圖5)太小，則空氣無(wú)法通過(guò)翅片之間的間隙進(jìn)入翅片管之間形成的空隙，此時(shí)的換熱只能依靠從散熱器底部進(jìn)入空氣，無(wú)法達(dá)到很好的對(duì)流換熱效果，同樣的原因，如果距離太遠(yuǎn)，則翅片管的第一第二第三第四翅片無(wú)法形成有效煙筒效果的空隙，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效果變差，因此對(duì)于兩個(gè)翅片管之間的距離也需要一個(gè)合適的數(shù)值。
[0054]如圖8所示，對(duì)于翅片沿著基管5軸向上的高度H，也需要具有一個(gè)合適的數(shù)值，如果翅片高度太高，則在翅片的上部，因?yàn)檫吔鐚釉诜忾]區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方向上開(kāi)始重合，導(dǎo)致?lián)Q熱的惡化，同理，高度太低，則換熱沒(méi)有充分發(fā)揮，從而影響換熱效果。
[0055]因此，本發(fā)明是通過(guò)多個(gè)不同尺寸的散熱器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出的最佳的散熱器的翅片管的尺寸關(guān)系。因?yàn)槌崞苓€有夾角A、翅片長(zhǎng)度L、翅片高度H這三個(gè)變量，因此，弓丨入兩個(gè)無(wú)量綱量sin (A/2)、L/R、H/R，這里R是基管的半徑，從換熱效果中的散熱量最大出發(fā)，計(jì)算了近200種形式。所述的尺寸關(guān)系如下:
所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關(guān)系滿足如下公式:
Sin(A/2)=aX (L/R)2+bX (L/R) +c
H/(RX 10) = eX Sin (A/2) 2-fX Sin (A/2)+h 其中，A 單位為角度，60° <A<110°，L的尺寸為mm, 12臟<L〈8Ctam，
R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm，
H 的單位為 mm, 800mm〈R〈1200mm，
a、b、c、e、f、h為系數(shù)，a的范圍為0.04-0.042，b的范圍為0.266-0.28，c的范圍為
0.36-0.37，e 的范圍為 21-23，f 的范圍是 44-45，h 是 23-25。
[0056]通過(guò)計(jì)算結(jié)果后再進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算邊界以及中間值的數(shù)值，所得的結(jié)果基本上與公式相吻合，誤差基本上在4%以內(nèi)，最大的相對(duì)誤差不超過(guò)6%，平均誤差是2%。；
系數(shù)優(yōu)化的最佳結(jié)果是:a為0.0412，b為0.02715，c為0.03628，e為22，f為44.37，h 為 23.86。
[0057]優(yōu)選的是，相鄰基管中心軸線之間的距離為S=dX (L+R)父^11(4/2)，其中(1為
1.1-1.2。
[0058]如圖6所示 ，相鄰基管中心軸線之間的距離就是橫切面上兩個(gè)基管圓心之間的距離。
[0059]d的優(yōu)化結(jié)果是1.118。
[0060]實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)如下:
一種封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管散熱器17，包括上集管1、下集管3和連接上集管I和下集管3的翅片管4,所述翅片管4包括圓形基管5和第一翅片6、第二翅片9,第一翅片6和第二翅片9設(shè)置在基管5的外部并且第一翅片6和第二翅片9的延長(zhǎng)線相交于基管5的圓心所在的基管中心軸線，第一翅片6和第二翅片9沿著通過(guò)基管中心軸線的第一平面B鏡像對(duì)稱；所述翅片管包括第三翅片11和第四翅片10，所述第三翅片11、第四翅片10沿著第二平面C分別與第一翅片6和第二翅片9鏡像對(duì)稱，所述第二平面C與第一平面B垂直而且經(jīng)過(guò)基管5的中心軸線；所述第一翅片6和第二翅片9之間設(shè)置第一連接片8，所述第三翅片11和第四翅片10之間設(shè)置第二連接片12，第一連接片8和第二連接片12為直線型金屬板。所述基管為直管，所述相鄰的基管5的中心軸線互相平行。
[0061]需要解釋的是，如圖7所示，基管的中心軸線就是基管5的橫切面上的圓心點(diǎn)的集合形成的一條線。
[0062]通過(guò)上述的設(shè)置，使得翅片與連接片之間形成一個(gè)空隙部分7，在對(duì)流換熱的時(shí)候，空隙部分7就形成了一種煙筒效應(yīng)，能夠增強(qiáng)換熱。
[0063]優(yōu)選的是，所述相鄰基管5的第一連接片8在一個(gè)平面上，相鄰基管5的第二連接片12在一個(gè)平面上，第一連接片8和第二連接片12所在的平面互相平行。
[0064]優(yōu)選的是，相鄰基管的第一翅片互相平行，表示相鄰基管的第二翅片也互相平行，同理，第三翅片、第四翅片也互相平行。此特征表明翅片管是按照相同方向排列的。此特征表明翅片管是按照相同方向排列的。
[0065]優(yōu)選的是，所有翅片管的尺寸都相同。
[0066]第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間，該空間形成一定的空隙，能夠形成煙筒效應(yīng)，加強(qiáng)對(duì)流，強(qiáng)化傳熱。
[0067]所述第一翅片6和第二翅片9之間的夾角為A，第一翅片6和第二翅片9的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，當(dāng)然，因?yàn)殓R像對(duì)稱，第三翅片11和第四翅片10的長(zhǎng)度也自然是L。
[0068]對(duì)于實(shí)施例2，也進(jìn)行了優(yōu)化，具體優(yōu)化的結(jié)果如下: 所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，翅片沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關(guān)系滿足如下公式:Sin(A/2)=aX (L/R) 2+b X (L/R) +cH/R=10XeX (Sin (A/2) )f其中，A單位為角度，60° <A<110°，
L的尺寸為臟，15臟〈L〈8Ctam,
R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm，
H 的單位為 mm, 600mm〈H〈1200mm，
a、b、c、e、f為系數(shù)，a的范圍為0.038-0.04，b的范圍為0.26-0.27，c的范圍為
0.34-0.35，e的范圍為0.72-0.78，f的范圍是-3.6至-3.5之間。
[0069]優(yōu)選的是，相鄰基管中心軸線之間的距離為S=dX (L+R) Xsin(A/2)，其中d為
1.05-1.2。
[0070]其中d優(yōu)選為1.13。
[0071]熱利用裝置的另一個(gè)實(shí)施例是向用戶提供熱水的熱水輸出設(shè)備，所述熱水輸出設(shè)備包括換熱器，所述換熱器連接自來(lái)水，來(lái)自太陽(yáng)能集熱器的熱水進(jìn)入換熱器中，與自來(lái)水進(jìn)行換熱；
所述熱水輸出設(shè)備還包括電加熱棒，當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于第一溫度時(shí)，電加熱棒啟動(dòng)加熱，并以第一功率進(jìn)行加熱；當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于比第一溫度低的第二溫度時(shí)，電加熱棒以高于第一功率的第二功率進(jìn)行加熱；當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于比第二溫度低的第三溫度時(shí)，電加熱棒以高于第二功率的第三功率進(jìn)行加熱；當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于比第三溫度低的第四溫度時(shí)，電加熱棒以高于第三功率的第四功率進(jìn)行加熱；當(dāng)熱水輸入設(shè)備輸出的熱水溫度低于比第四溫度低的第五溫度時(shí)，電加熱棒以高于第四功率的第五功率進(jìn)行加熱。
[0072]在換熱器中，自來(lái)水和來(lái)自太陽(yáng)能集熱器中的水不直接混合的進(jìn)行換熱，也就是通過(guò)間接地方式進(jìn)行換熱。
[0073]如圖8所示，所述電加熱系統(tǒng)和/或熱水鍋爐系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，電加熱系統(tǒng)和/或熱水鍋爐系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)入電加熱器和熱水鍋爐的水的溫度自動(dòng)啟動(dòng)，對(duì)熱水進(jìn)行加熱。下面針對(duì)電加熱器進(jìn)行說(shuō)明。
[0074]所述控制系統(tǒng)包括測(cè)量溫度的溫度傳感器15和中央控制器13，溫度傳感器15用于測(cè)量進(jìn)入電加熱器的水的溫度，中央控制器用于控制電加熱器的加熱功率。當(dāng)測(cè)量的進(jìn)水溫度低于溫度a時(shí)，電加熱器啟動(dòng)加熱，并以功率A進(jìn)行加熱；當(dāng)熱測(cè)量的進(jìn)水溫度低于比溫度a低的溫度b時(shí)，電加熱器以高于功率A的功率B進(jìn)行加熱；當(dāng)測(cè)量的進(jìn)水溫度低于比溫度b低的溫度c時(shí)，電加熱器以高于功率B的功率C進(jìn)行加熱；當(dāng)測(cè)量的進(jìn)水溫度低于比溫度c低的溫度d時(shí)，電加熱器以高于功率C的功率D進(jìn)行加熱；當(dāng)測(cè)量的進(jìn)水溫度低于比溫度d低的溫度e時(shí)，電加熱器以高于功率D的功率E進(jìn)行加熱。
[0075]當(dāng)然，可以選擇的是，為了增加測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性，可以在電加熱器的出水口處設(shè)置另一個(gè)溫度傳感器16，通過(guò)兩個(gè)溫度傳感器的測(cè)量的溫度的平均值來(lái)計(jì)算電加熱器的啟動(dòng)功率。
[0076]對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)，設(shè)置自動(dòng)點(diǎn)火裝置。當(dāng)測(cè)量的進(jìn)入鍋爐的水的溫度低于一定的溫度的時(shí)候，鍋爐就啟動(dòng)點(diǎn)火裝置進(jìn)行加熱。當(dāng)測(cè)量的水的溫度達(dá)到一定的溫度的時(shí)候，則就停止進(jìn)行加熱。
[0077]當(dāng)然，可以選擇的是，為了增加測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性，可以在鍋爐的出水口處設(shè)置另一個(gè)溫度傳感器，通過(guò)兩個(gè)溫度傳感器的測(cè)量的溫度的平均值來(lái)計(jì)算電加熱器的啟動(dòng)功率。
[0078]對(duì)于圖3所示的情況，可以通過(guò)設(shè)置控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)溫度來(lái)控制進(jìn)入熱利用裝置和/或輔助加熱裝置中的流體流量。例如，對(duì)于散熱器來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)室內(nèi)的溫度來(lái)確定進(jìn)入散熱器中的流體的流量，當(dāng)室內(nèi)溫度高于一定的第一數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全關(guān)閉，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全打開(kāi)，流體不流入散熱器，當(dāng)室內(nèi)溫度低于一定的第二數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全關(guān)閉，保證太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路上的水完全進(jìn)入散熱器。當(dāng)室內(nèi)溫度介于第一數(shù)值和第二數(shù)值時(shí)，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門部分打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路部分打開(kāi)，保證只有一部分流體進(jìn)入散熱器。
[0079]對(duì)于熱輸出設(shè)備來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)熱輸出設(shè)備輸出的水的溫度來(lái)確定進(jìn)入熱輸出設(shè)備中的流體的流量，當(dāng)熱輸出設(shè)備輸出的水的溫度高于一定的第一數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全關(guān)閉，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全打開(kāi)，流體不流入熱輸出設(shè)備，當(dāng)熱輸出設(shè)備輸出的水的溫度低于一定的第二數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全關(guān)閉，保證太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路上的水完全進(jìn)入熱輸出設(shè)備。當(dāng)輸出的水的溫度介于第一數(shù)值和第二數(shù)值時(shí)，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門部分打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路部分打開(kāi)，保證只有一部分流體進(jìn)入熱輸出設(shè)備。
[0080]對(duì)于輔助加熱設(shè)備來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)進(jìn)入輔助加熱設(shè)備的水的溫度來(lái)確定進(jìn)入輔助加熱設(shè)備中的流體的流量，當(dāng)進(jìn)入輔助加熱設(shè)備的水的溫度高于一定的第一數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全關(guān)閉，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全打開(kāi)，流體不流入輔助加熱設(shè)備，當(dāng)進(jìn)入輔助加熱設(shè)備水的溫度低于一定的第二數(shù)值，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門完全打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路完全關(guān)閉，保證太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路上的水完全進(jìn)入輔助加熱設(shè)備。當(dāng)進(jìn)入輔助加熱設(shè)備的水的溫度介于第一數(shù)值和第二數(shù)值時(shí)，則將進(jìn)水管路和出水管路中的閥門部分打開(kāi)，將太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)上的管路部分打開(kāi)，保證只有一部分流體進(jìn)入輔助加熱設(shè)備。
[0081]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器，太陽(yáng)能集熱器包括集熱管和水箱，所述集熱管用于吸收太陽(yáng)能的熱量以加熱水箱中的水，所述集熱器為玻璃真空集熱管，玻璃真空集熱管包括內(nèi)管、外管和位于內(nèi)管和外管之間的真空層，所述內(nèi)管包括玻璃基管，所述玻璃基管的外表面涂敷吸熱層；所述外管的外壁呈外凸形狀的凸透鏡，所述的凸透鏡均勻分布在外管的外壁上，所述凸透鏡的焦點(diǎn)落在內(nèi)管的吸熱層上，以增加太陽(yáng)能的吸收； 所述系統(tǒng)還包括與太陽(yáng)能集熱器相連的熱利用裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，其特征在于熱利用裝置為圓弧形封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管散熱器，所述散熱器包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設(shè)置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長(zhǎng)線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過(guò)基管中心軸線的第一平面鏡像對(duì)稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對(duì)稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經(jīng)過(guò)基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設(shè)置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設(shè)置第二連接片，第一連接片和第二連接片為圓弧型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述圓弧形金屬板的圓心所在的中心軸線與基管的中心軸線重合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行；相鄰基管的第一翅片互相平行； 所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關(guān)系滿足如下公式:
Sin (A/2) =a* (L/R) 2+b* (L/R) +c H/(R*10)= e*Sin(A/2) 2-f*Sin(A/2)+h 其中，A 單位為角度，60。<A<110°， L的尺寸為mm, 12臟<L〈8Ctam， R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm， H 的單位為 mm, 800mm〈R〈1200mm， a、b、c、e、f、h為系數(shù)，a的范圍為0.04-0.042，b的范圍為0.266-0.28，c的范圍為0.36-0.37，e 的范圍為 21-23，f 的范圍是 44-45，h 是 23-25 ； 所述散熱器設(shè)置控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度控制進(jìn)入換熱器中水的流速；所述控制系統(tǒng)包括:溫度傳感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制進(jìn)入散熱器的水的流速，所述溫度傳感器用于測(cè)量室內(nèi)溫度；當(dāng)室內(nèi)溫度低于第一溫度時(shí)，流量控制器全部打開(kāi)，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到第一溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到第一流速，第一流速要低于全部打開(kāi)的流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第一溫度的第二溫度時(shí)，中央控制器控制流速達(dá)到低于第一流速控制器的第二流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第二溫度的第三溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第二流速的第三流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第三溫度的第四溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第三流速的第四流速；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第四溫度的第五溫度時(shí)，中央控制器將流量控制器關(guān)閉，阻止水進(jìn)入散熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，其特征在于所述吸熱層從內(nèi)向外依次包括紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層，其中紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層的厚度的比例為1:1.5:2 ;所述紅外反射涂層為Ag ;吸熱涂層從內(nèi)向外依次包括TiAl、Cr、Nb、Zr四層，其中TiAl、Cr、Nb、Zr四層的厚度比例為1:1.1:0.84:1.14 ;減反射涂層從內(nèi)向外依次是 AIN、TiO2' Ta2 O5' SiO2 層，其中 AIN、Ti02、Ta2O5' SiO2 層的厚度比例為 0.9:1:0.75:1。
【文檔編號(hào)】F24J2/46GK103954053SQ201410188354
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】孫福振, 李彩虹 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)